Нефрон функции

Анатомические особенности, обеспечивающие строение и функции нефрона, гарантируют полноценный процесс образования мочи из плазмы. Он работает как отлаженный механизм благодаря тому, что устроен очень сложно. Во время отфильтровывания плазмы крови от форменных элементов образуется первичная моча, огромная часть которой впоследствии всасывается обратно в организм.

Что это такое?

Нефрон является главной структурно-функциональной единицей почечной ткани, которая участвует в процессе фильтрации и реабсорбции мочи. Учеными доказано, что часть функционирующих клеточных единиц в паренхиме составляет только 35%, а все остальное — это запас на случай заболевания и поражения органа. Остальные нефроны активируются только в экстренной ситуации, когда необходимо справиться с большим объемом работы.

С возрастом количество способных к работе нефронов значительно уменьшается.

Вернуться к оглавлению

Строение почечного тела

Снаружи каждый из элементов покрыт капсулой, внутри которой расположен почечный клубочек, представленный мельчайшими сосудами, являющимися ответвлением артерии почки. Морфофункциональная единица обеспечивает кровоснабжение двумя артериальными сосудами. В капиллярах клубочков осуществляется ход образования первичной мочи путем фильтрации. Между клубочком и сосудистым сплетением есть щелевидное пространство, продолжающееся в канальцы нефрона. Фильтрация крови в почках происходит непосредственно в почечном тельце. Схема строения нефрона определяет собой 3 отдела извитых почечных канальцев, которые находятся за пределами капсулы. Здесь происходят процессы всасывания из первичной мочи необходимых для организма веществ.

Вернуться к оглавлению

Как работает?

Строение нефрона почки обуславливает его функциональное значение. Таким образом, почечный клубочек состоит из множества структур, участвующих в процессе фильтрации с образованием первичной мочи.

Все образования в нефроне окружены мезангием, который осуществляет восстановление, и обеспечивает питание клеточных структур. Он представлен рыхлой соединительной тканью. Первичная отфильтрованная моча из срединной щели попадает в проксимальный каналец. Здесь начинается процесс всасывания с помощью длинных ворсинок, что увеличивают рабочую площадь. Благодаря им, обратно в тело поступает вода и натрий. В этой структуре также выделяются в мочу гормоны, которые участвуют в регуляции артериального давления и уровня кальция в крови.

Следующая структурная единица почки — это петля Генле (нисходящий и восходящий отделы). С ее помощью происходит обратный захват натрия, хлора и калия. Дистальный каналец содержит энергетические запасы, благодаря чему почечное тельце функционирует. Далее образуется собирательная трубка, выводящая мочу за пределы микроскопического органа. Функция канальцев почек заключается в обратной реабсорбции всех необходимых организму компонентов. Благодаря им, происходит окончательное образование мочи.

Вернуться к оглавлению

Виды структурных единиц

В зависимости от локализации, размеров нефронов и от того, какую они имеют структуру, различают такие их разновидности:

• Юкстамедуллярные. Размещены ближе к центральной части между корковым и мозговым веществом и имеют значительные размеры петли Генле, которая достигает пирамид.
• Кортикальные. Составляют основную часть всех нефронов и входят в состав внешней коры почки.
• Субкапсулярные. Находятся под капсулой органа.

Моча образуется в клубочках, а ее реабсорбцией занимаются канальцы.

Вернуться к оглавлению

Типы нефронов

Существуют такие разновидности почечных телец человека:

• Суперфициальные. Находятся на поверхности во внешнем корковом веществе. Их количество не превышает четвертой части от всех единиц, которые содержит орган.
• Интракортикальные. Расположены в толще коры и составляют больше половины.

Вернуться к оглавлению

Функции целостной единицы почки

Основная работа парного органа состоит в образовании мочи. Капсула нефрона участвует в фильтрации крови, при этом вся плазма, за исключением форменных элементов, превращается в первичную мочу. Это связано с тем, что через фильтры подоцитов не может пройти только большая в размерах клетка. Далее физиология образования урины представляет собой процесс реабсорбции. Это работает как обратный захват полезных для организма компонентов. Подобное действие выполняют прямые канальцы. Они также выделяют находящиеся в моче гормоны, влияющие на скорость кровотока путем изменения артериального давления. Этот процесс контролируется многими системами, выполняющими эндокринные функции.

Таким образом, структурно-функциональная единица почки выполняет такие функции, как:

• фильтрация;
• обратное всасывание;
• выделение.

Вернуться к оглавлению

Нарушение функции

Если изменяется анатомия или функциональные особенности нефронов, то это является причиной нарушения кислотности, сбоев в водно-солевом балансе и обмене веществ человека. Развитие заболевания происходит внутриутробно, тогда это врожденные тубулопатии, а после рождения возникают приобретенные патологии. Нарушение функции канальцев, отвечающих за обратное всасывание, вызывает развитие у человека полиурии и потерю микроэлементов крови.

Когда повреждается целостная структура клубочка, которая состоит из подоцитов, то здоровая клетка из крови попадает в мочу, что вызывает уменьшения количества форменных элементов кровяной жидкости. Патология нефронов делает невозможным нормальную фильтрацию плазмы и очищение организма от вредных веществ. Поэтому для очистки почек больным показан диализ. Он представляет собой специальный аппарат, через который проходит кровь для отсеивания токсических веществ и выведения из организма.

prourinu.ru

Типы нефронов

Два общих класса этих единиц – кортикальные и юкстамедуллярные нефроны, и оба классифицируются в зависимости от местоположения их ассоциированного почечного тельца. Кортикальные нефроны имеют почечную оболочку в поверхностной почечной коре, а почечные тельца юкстамедуллярных нефронов расположены вблизи почечного мозгового слоя. Номенклатура для кортикальных нефронов варьируется, причем некоторые источники различают поверхностные кортикальные и среднекортикальные нефроны. Хотя в других источниках они упоминаются просто как поверхностные нефроны.

Функционально кортикальные и юкстамедуллярные нефроны играют разные роли. Кортикальные (85% всех нефронов у людей) – в основном выполняют экскреторные и регуляторные функции, тогда как юкстамедуллярные (15% нефронов у людей) – концентрируют и разбавляют мочу.

Видео о нефроне

Анатомия

Каждый нефрон состоит из первичного фильтрующего компонента («почечное тельце») и трубочки, предназначенной для реабсорбции и секреции («почечный каналец»). Почечное тельце отфильтровывает крупные растворенные вещества из крови, доставляя воду и мелкие растворенные вещества в почечном канальце для преобразования.

Почечное тельце

Состоящее из клубочка и капсулы Боумана, почечное тельце (или мальпигийское тельце) – это начало нефрона. Это первичный фильтрующий компонент нефрона.

Почечный каналец

Почечный каналец представляет собой часть нефрона почки, содержащую жидкость, отфильтрованную через клубочек. После прохождения канальца фильтрат продолжает поступать в систему сбора.

Компоненты почечного канальца:

• Проксимальный каналец.
• Петля Генле.
• Нисходящая ножка петли Генле.
• Восходящая ножка петли Генле.
• Тонкая восходящая ножка петли Генле.
• Толстая восходящая ножка петли Генле.
• Дистальный извитой каналец.

Функции компонентов канальца

В следующей таблице подробно описывается каждый компонент канальца:

После прохождения дистального извитого канальца остается только около 1% воды, а оставшееся содержание соли незначительно.

Система собирающих протоков

Каждый дистальный извитой каналец доставляет свой фильтрат в систему собирающих протоков, первый сегмент которой представляет собой почечный каналец. Система собирающих протоков начинается в почечной коре и простирается глубоко в мозговой слой. По мере того как моча перемещается вниз по этой системе, она проходит через медуллярный интерстиций, который имеет высокую концентрацию натрия из-за противотоковой системы Генле.

Хотя собирающий каналец обычно непроницаем для воды, он становится проницаемым в присутствии антидиуретического гормона (АДГ). Гормон влияет на функцию аквапоринов, что приводит к реабсорбции молекул воды при прохождении через собирающий проток. Аквапорины – это мембранные белки, которые избирательно проводят молекулы воды, мешая прохождению ионов и других растворенных веществ. Может быть реабсорбировано до трех четвертей воды из мочи, так как она выходит из собирающего протока осмосом. Таким образом, уровни АДГ определяют, будет ли моча концентрироваться или разбавляться. Увеличение АДГ служит показателем дегидратации, в то время как достаточность воды приводит к низкому уровню этого гормона, что позволяет использовать разведенную мочу.

Нижние участки собирающего протока также проницаемы для мочевины, поэтому часть ее проникает в мозговой слой почки, тем самым поддерживая высокую концентрацию ионов (что очень важно для нефрона).

Моча выходит из медуллярных собирающих протоков через почечный сосочек, опускаясь в почечные чашки, почечную лоханку и, наконец, в мочевой пузырь через мочеточник.

Поскольку он отличается от остальной части нефрона своим происхождением на этапе развитии мочевых и репродуктивных органов, собирающий проток иногда не считается частью нефрона. Вместо того, чтобы происходить из метанефрогенной бластемы, собирающий проток происходит из зачатка мочеточника.

Юкстагломерулярный аппарат

Юкстагломерулярный аппарат начинается вблизи места контакта между толстой восходящей ножкой и афферентной артериолой. Он содержит три компонента:

Юкстагломерулярные клетки являются местом синтеза и секреции ренина и, таким образом, играют критическую роль в ренин-ангиотензиновой системе.

Клиническое значение

Из-за его важности в регуляции жидкости в организме нефрон представляет собой общую цель для препаратов, с помощью которых лечат высокое кровяное давление и отеки. Эти препараты, называемые диуретиками, препятствуют способности нефрона сохранять воду, тем самым увеличивая количество вырабатываемой мочи. 

www.nazdor.ru

Описание нефрона

Основной структурной и функциональной единицей почки является нефрон. Анатомия и физиология структуры отвечает за образование мочи, обратный транспорт веществ и выработку спектра биологических субстанций. Схема строения нефрона представляет собой эпителиальную трубку. Дальше формируются сети капилляров различного диаметра, которые впадают в собирательный сосуд. Полости между структурами заполнены соединительной тканью в виде интерстициальных клеток и матрикса.

Развитие нефрона закладывается еще в эмбриональном периоде. Разные типы нефронов отвечают за разные функции. Общая длинна канальцев обеих почек составляет до 100 км. В нормальных условиях не все число клубочков задействовано, работает только 35%. Нефрон состоит из тельца, равно как и из системы каналов. Имеет следующее строение:

• капиллярный клубочек;
• капсула почечного клубочка;
• ближний каналец;
• нисходящий и восходящий фрагменты;
• дальние прямые и извитые канальцы;
• соединительный путь;
• собирательные протоки.

Вернуться к оглавлению

Функции нефрона у человека

В день в 2 млн клубочков образуется до 170 л первичной мочи.

Понятие нефрона ввел итальянский врач и биолог Марчелло Мальпиги. Так как нефрон считается целостной структурной единицей почки, то и отвечает за выполнение следующих функций в организме:

• очистка крови;
• формирование первичной мочи;
• возвратный капиллярный транспорт воды, глюкозы, аминокислот, биоактивных веществ, ионов;
• образование вторичной мочи;
• обеспечение солевого, водного и кислотно-щелочного баланса;
• регулирование уровня артериального давления;
• секреция гормонов.

Вернуться к оглавлению

Почечный клубочек

Нефрон начинается капиллярным клубочком. Это — тело. Морфофункциональная единица — сеть капиллярных петель, общим числом до 20, которые окружает капсула нефрона. Кровоснабжение тело получает от приносящей артериолы. Стенка сосудов представляет собой слой эндотелиальных клеток, между которыми находятся микроскопические промежутки диаметром до 100 нм.

В капсулах выделяют внутренний и внешний эпителиальные шары. Между двумя слоями остается щелевидный промежуток — мочевое пространство, где содержится первичная моча. Она окутывает каждый сосуд и формирует цельный шар, таким образом разделяя кровь, расположенную в капиллярах, от пространств капсулы. Базальная мембрана служит поддерживающей базой.

Устроен нефрон по типу фильтра, давление в котором не постоянное, оно изменяется в зависимости от разницы ширины просветов приносящего и выносящего сосудов. Фильтрация крови в почках происходит в клубочке. Форменные элементы крови, белки, обычно не могут проходить сквозь поры капилляров, так как их диаметр значительно больше и они задерживаются базальной мембраной.

Вернуться к оглавлению

Подоциты капсулы

В состав нефрона входят подоциты, образующие внутренний слой в капсуле нефрона. Это звездчатые эпителиоциты большого размера, которые окружают почечный клубочек. У них овальное ядро, которое включает рассеянный хроматин и плазмосому, прозрачная цитоплазма, вытянутые митохондрии, развитый аппарат Гольджи, укороченные цистерны, мало лизосом, микрофиламенты и несколько рибосом.

Три типа ответвлений подоцитов образуют педикулы (цитотрабекулы). Выросты тесно врастают друг в друга и лежат на внешнем слое базальной мембраны. Структуры цитотрабекул в нефронах формируют решетчатую диафрагму. Эта часть фильтра имеет негативный заряд. Для их нормальной работы также требуются белки. В комплексе происходит фильтрация крови в просвет капсулы нефрона.

Вернуться к оглавлению

Базальная мембрана

Строение базальной мембраны нефрона почки имеет 3 шара толщиной около 400 нм, состоит из коллагеноподобного белка, глико- и липопротеидов. Между ними расположены слои плотной соединительной ткани — мезангия и шар мезангиоцититов. Здесь также располагаются щели размером до 2 нм — поры мембраны, они имеют значение в процессах очищения плазмы. С обеих сторон отделы соединительнотканных структур покрыты системами гликокаликса подоцитов и эндотелиоцитов. Фильтрация плазмы задействует часть вещества. Базальная мембрана клубочков почек функционирует как барьер, через который не должны проникать крупные молекулы. Также и отрицательный заряд мембраны предотвращает прохождение альбуминов.

Вернуться к оглавлению

Мезангиальный матрикс

Кроме того, состоит нефрон из мезангия. Он представлен системами элементов соединительной ткани, которые располагаются между капиллярами мальпигиевого клубочка. Также это отдел между сосудами, где отсутствуют подоциты. В его основной состав входят рыхлая соединительная ткань, содержащая мезангиоциты и юкставаскулярные элементы, которые располагаются между двумя артериолами. Основная работа мезангия — поддерживающая, сократительная, а также как обеспечение регенерации компонентов базальной мембраны и подоцитов, так и поглощение старых составляющих компонентов.

Вернуться к оглавлению

Проксимальный каналец

Проксимальные капиллярные почечные канальцы нефронов почки разделяются на изогнутые и прямые. Просвет небольшого размера, его формируют цилиндрический или кубический тип эпителия. На верхушке помещается щеточная кайма, которая представлена длинными ворсинками. Они составляют поглощающий слой. Обширная площадь поверхности проксимальных трубочек, большое число митохондрий и близкое расположение перитубулярных сосудов предназначены для селективного захвата веществ.

Отфильтрованная жидкость поступает из капсулы в другие отделы. Мембраны близко расположенных клеточных элементов разделяются промежутками, через которые происходит циркуляция жидкости. В капиллярах извитых клубочков производится процесс реабсорбции 80% компонентов плазмы, среди них: глюкоза, витамины и гормоны, аминокислоты, а кроме того, мочевина. Функции канальцев нефрона включают выработку кальцитриола и эритропоэтина. В сегменте вырабатывается креатинин. Посторонние субстанции, которые попадают в фильтрат из межклеточной жидкости, экскретируются с мочой.

Вернуться к оглавлению

Петля Генле

Структурно-функциональная единица почки имеет в составе тонкие отделы, также называемые петлей Генле. Она состоит из 2 сегментов: нисходящего тонкого и восходящего толстого. Стенка нисходящего участка диаметром 15 мкм образована плоским эпителием со множественными пиноцитозными пузырьками, а восходящей — кубическим. Функциональное значение канальцев нефрона петли Генле охватывает ретроградное перемещение воды в нисходящей части колена и ее пассивный возврат в тонком поднимающемся сегменте, обратный захват ионов Na, Cl и K в толстом отрезке восходящего сгиба. В капиллярах клубочков этого сегмента молярность мочи повышается.

Вернуться к оглавлению

Дистальный каналец

Дистальные отделы нефрона находятся возле мальпигиевого тельца, так как капиллярный клубочек делает изгиб. Они достигают диаметра до 30 мкм. Имеют аналогичную дистальным извитым канальцам структуру. Эпителий призматический, размещается на базальной мембране. Здесь располагаются митохондрии, обеспечивающие структуры необходимой энергией.

Клеточные элементы дистального извитого канальца формируют инвагинации базальной мембраны. В месте соприкосновения капиллярного тракта и сосудистого полюса малипигиевого тельца, почечный каналец меняется, клетки становятся столбчатыми, ядра приближаются одно к другому. В почечных канальцах происходит обмен ионов калия и натрия, влияющий на концентрацию воды и солей.

Воспаления, дезорганизация или дегенеративные изменения эпителия чреваты снижением способности аппарата в должной мере концентрировать или, наоборот, разводить мочу. Нарушение функции почечных канальцев провоцирует изменения баланса внутренних сред организма человека и проявляется появлением изменений в моче. Такое состояние носит название тубулярной недостаточности.

Для поддержки кислотно-основного баланса крови в дистальных канальцах секретируются ионы водорода и аммония.

Вернуться к оглавлению

Собирательные трубки

Собирательная трубка, также известная как Беллиниевые протоки, не относится к нефрону, хотя и выходит из него. В состав эпителия входят светлые и темные клетки. Светлые эпителиоциты отвечают за реабсорбцию воды и участвует в образовании простагландинов. На апикальном конце светлая клетка содержит единичную ресничку, а в складчатых темных образуется соляная кислота, которая изменяет рН мочи. Собирательные трубки расположены в паренхиме почки. Эти элементы участвуют в пассивной реабсорбции воды. Функция канальцев почек — регуляция количества жидкости и натрия в организме, которые влияют на значение артериального давления.

Вернуться к оглавлению

Классификация

Исходя из того, в каком слое находятся капсулы нефронов, выделяют такие виды:

• Корковые — капсулы нефронов находятся в корковом шаре, в состав входят клубочки малого или среднего калибра с соответствующей длиной изгибов. Их афферентная артериола короткая и широкая, а отводящая — уже.
• Юкстамедуллярные нефроны размещены в мозговой почечной ткани. Их структура представлена в виде крупных почечных телец, которые имеют относительно более длинные канальцы. Диаметры афферентной и эфферентной артериол одинаковые. Главная роль — концентрирование мочи.
• Субкапсулярные. Структуры, располагаемые непосредственно под капсулой.

В общем за 1 минуту обе почки очищают до 1,2 тыс мл крови, а за 5 минут фильтруется весь объем тела человека. Считается, что нефроны, как функциональные единицы, не способны на восстановление. Почки — нежный и ранимый орган, поэтому факторы, негативно влияющие на их работу, приводят к снижению числа активных нефронов и провоцируют развитие почечной недостаточности. Благодаря знаниям врач способен понять и выявить причины изменений в моче, а также провести коррекцию.

etopochki.ru

Нефрон является не только основной структурной, но также и функциональной единицей почки. Именно здесь проходят самые важные этапы образования мочи. Поэтому информация о том, как выглядит строение нефрона, и какие именно функции он выполняет, будет весьма интересной. Кроме того, особенности функционирования нефронов могут прояснить нюансы работы почечной системы

Строение нефрона: почечное тельце

Интересно, что в зрелой почке здорового человека находится от 1 до 1,3 миллиардов нефронов. Нефрон — это функциональная и структурная единица почки, которая состоит из почечного тельца и так называемой петли Генле.

Само почечное тельце состоит из мальпигиевого клубочка и капсулы Боумена – Шумлянского. Для начала стоит отметить, что клубочек на самом деле представляет собой совокупность мелких капилляров. Кровь попадает сюда через приносную артерию — здесь фильтруется плазма. Остаток крови выводится выносящей артериолой.

Капсула Боумена – Шумлянского состоит из двух листков — внутреннего и внешнего. И если внешний лист представляет собой обыкновенную ткань из плоского эпителия, то строение внутреннего листа заслуживает большего внимания. Внутренняя часть капсулы покрыта подоцитами — это клетки, которые выполняют роль дополнительного фильтра. Они пропускают глюкозу, аминокислоты и прочие вещества, но препятствуют движению больших протеиновых молекул. Таким образом, в почечном тельце образуется первичная моча, которая отличается от плазмы крови лишь отсутствием крупных молекул.

Нефрон: строение проксимального канальца и петли Генле

Проксимальный каналец представляет собой образование, которое соединяет почечное тельце и петлю Генле. Внутри каналец имеет ворсинки, которые увеличивают общую площадь внутреннего просвета, тем самым увеличивая показатели реабсорбции.

Проксимальный каналец плавно переходит в нисходящую часть петли Генле, которая характеризируется небольшим диаметром. Петля опускается в мозговой слой, где огибает собственную ось на 180 градусов и поднимается вверх — здесь начинается восходящая часть петли Генле, которая имеет гораздо большие размеры и, соответственно, диаметр. Восходящая петля поднимается примерно до уровня клубочка.

Строение нефрона: дистальные канальцы

Восходящая часть петли Генле в корковом веществе переходит в так называемый дистальный извилистый каналец. Он соприкасается с клубочком и контактирует с приносной и выносной артериолами. Здесь осуществляется конечная абсорбция полезных веществ. Дистальный каналец переходит в конечный отдел нефрона, который в свою очередь впадает в собирательную трубку, несущую жидкость в почечные лоханки.

Классификация нефронов

В зависимости от места расположения принято выделять три основных типа нефронов:

• кортикальные нефроны составляют примерно 85% от количества всех структурных единиц в почке. Как правило, они расположены во внешней коре почки, о чем, собственно, и свидетельствует их название. Строение нефрона этого типа немного отличается — петля Генле здесь небольшая;
• юкстамедуллярные нефроны — такие структуры находятся как раз между мозговым и корковым слоем, имеют длинные петли Генле, которые глубоко проникают в мозговой слой, иногда даже достигая пирамид;
• субкапсулярные нефроны — структуры, которые расположены непосредственно под капсулой.

Можно заметить, что строение нефрона полностью соответствует его функциям.

fb.ru

Еще полезно почитать про Почки:

Мочекислый инфаркт у новорожденных Какие бывают кисты почек Что такое гиперэхогенные включения в почках Каликопиелоэктазия почки